莊旺煤業(yè)20109工作面支架設(shè)備回撤技術(shù)研究

王志敏，張粉銀

（山西寧武大運(yùn)華盛莊旺煤業(yè)有限公司，山西 忻州 036700）

1 工程背景

山西寧武大運(yùn)華盛莊旺煤業(yè)有限公司位于寧武縣縣城東北方向直距約6 km處鳳凰鎮(zhèn)后石湖村一帶。目前其20109工作面位于2號(hào)煤層201采區(qū)北部，由20109運(yùn)輸順槽、20109回風(fēng)順槽、20109切眼及保護(hù)煤柱邊界（停采線）包圍而成，工作面走向長(zhǎng)1 982 m，傾斜長(zhǎng)165 m，面積350 814 m2，煤層厚度變化較大，距地表最大深度為200 m，最小深度為130 m。20109工作面2號(hào)煤層擬采用綜采放頂煤采煤法，末采結(jié)束后，需對(duì)工作面液壓支架進(jìn)行回撤處理。

2 回撤前準(zhǔn)備工作

2.1 回撤通道起底、硬化

20109所采用的液壓支架型號(hào)為ZY12000/28/62型，最低采高為2.8 m。支架被抽出后，其導(dǎo)向輪從下一支架底部鉆出，當(dāng)搬家車將支架起吊后，支架大于距離地面20~30 cm，最終在順槽設(shè)置組裝硐室組裝。為了保證支架順利通過，不僅要為液壓支架預(yù)留充足的距離，而且還需在保證支架頂梁下的最低高度不小于3 000 mm從而避免支架起吊后不會(huì)觸及下一支架頂梁，如圖1所示。

此外，將利用礦用液壓起重機(jī)完成對(duì)轉(zhuǎn)載機(jī)、采煤機(jī)、綜掘機(jī)、輸送機(jī)等設(shè)備的安裝、拆卸、移位等工作，如圖2所示。但由于其長(zhǎng)度過長(zhǎng)，會(huì)出現(xiàn)回轉(zhuǎn)較難、過彎不暢的情況，故需在行尾進(jìn)行不低于140 m的擴(kuò)幫工作，并在撤架通道內(nèi)鋪設(shè)標(biāo)號(hào)≥C25、厚度≥200 mm的混凝土進(jìn)行路面硬化工作。

圖1 工作面設(shè)備回撤示意圖

圖2 工作面設(shè)備安裝工藝示意圖

2.2 鋪設(shè)假頂

20109綜采工作面停采期間局部地區(qū)承壓較大，易出現(xiàn)漏頂現(xiàn)象。為保證支架安全撤出，需在35號(hào)支架至65號(hào)支架處，用“工字鋼+道木”鋪設(shè)假頂（工字鋼尺寸為3 500 mm，兩側(cè)各空400 mm，中間平均布置三眼，間距為16 000 mm；錨索尺寸為6 300 mm×25 mm；道木尺寸為2 000 mm×200 mm×200 mm，并配有一定量的木楔）。

3 回撤時(shí)頂板控制措施

回撤時(shí)，20109工作面將保留三排完整支柱，設(shè)戧棚梁、清理浮煤、安設(shè)搬遷設(shè)備，保證人員退路暢通。然后在工作面打兩排點(diǎn)柱，柱距介于3～5 m，排距1 m，頂板破碎時(shí)，點(diǎn)柱要用叢柱代替，叢柱由3～4根單柱組成，并適當(dāng)架設(shè)木梁和木垛，木梁與木垛間距均為3～5 m。回撤按從機(jī)頭到機(jī)尾，采空區(qū)向煤壁的順序分側(cè)面進(jìn)行，工作面溜子也隨著逐段回撤，回撤過程中，在20109工作面根據(jù)實(shí)際情況分段支設(shè)戧棚，以減少老頂?shù)耐屏Γ诨爻窓C(jī)頭時(shí)，打1～2個(gè)木垛，以保證機(jī)頭的安全回撤；工作面運(yùn)輸機(jī)隨著機(jī)架的回撤，也逐段回撤。回撤時(shí)工作面所有人員必須注意安全，保證工作面的順利回撤。

4 回撤期間空頂側(cè)的頂板管理技術(shù)

1）利用工字鋼配合堆柱控制頂板。為保護(hù)機(jī)道側(cè)煤壁頂板的支護(hù)，將利用工字鋼作為支護(hù)，另外，還可以更加高效的回收單體支柱。隨著掩護(hù)架的推進(jìn)，機(jī)道處的掩護(hù)架與煤壁之間的通風(fēng)寬度將逐漸收攏，有可能造成通風(fēng)量不足額情況出現(xiàn)。對(duì)此，莊旺煤業(yè)決定在機(jī)道煤壁側(cè)采用打設(shè)堆柱的方法配合工字鋼來支護(hù)頂板：每移除一支架，便在緊靠煤壁處用4~6根規(guī)格Φ200 mm×4 000 mm的圓木打設(shè)一組堆柱。當(dāng)頂板壓力過大時(shí)，可增加所打設(shè)堆柱數(shù)量。

2）木垛控制頂板頂板。根據(jù)工20109作面實(shí)際情況來看，在將支架先頭后尾的移出同時(shí)，采用兩架支架作為掩護(hù)架。詳細(xì)方案為：當(dāng)撤出至支架中心位置時(shí)，于古塘與工作面間的煤壁處打設(shè)一堆柱進(jìn)行支護(hù)，每一木垛保持1.5 m的間距且與煤壁相距0.5 m。在整個(gè)過程中，為避免所撤出的支架尾梁撞倒木垛，需將木垛沿三角區(qū)域垮落方向呈≥45°斜角傾斜布置，待過渡架全部撤出后，再將后續(xù)支架作為掩護(hù)架。如此反復(fù)循環(huán)操作后，直至最后一架支架在距尾口1.5 m處需停下并升起，待塌落平穩(wěn)后，在尾口處打設(shè)一組堆柱增強(qiáng)支護(hù)，最后再將其撤出。

3）其他安全技術(shù)措施。20109工作面中部有大運(yùn)路保護(hù)煤柱，嚴(yán)格按照批準(zhǔn)的保護(hù)煤柱留設(shè)。嚴(yán)禁進(jìn)入20109工作面中部大運(yùn)路保護(hù)煤柱內(nèi)回采。回采至大運(yùn)路東部保護(hù)煤柱邊界時(shí)必須停止回采，需在大運(yùn)路西部保護(hù)煤柱邊界外重新開切眼，重新布置工作面。在20109工作面西部重新開切眼前，必須保證前方回采過的區(qū)域內(nèi)頂板跨落穩(wěn)定后，才可重新開切眼。防止大面積空頂，及時(shí)采取專項(xiàng)頂板安全技術(shù)措施，確保安全生產(chǎn)。

5 工作面回撤階段頂板控制實(shí)施效果

20109工作面在支架撤出前，組織相關(guān)人員加強(qiáng)回采隊(duì)組作業(yè)規(guī)程的培訓(xùn)，熟練掌握綜采放頂煤采回采工藝，在認(rèn)真研究頂板初次來壓和周期來壓規(guī)律、嚴(yán)格管理上隅角瓦斯和氧氣濃度之后開始進(jìn)行撤架工作。歷時(shí)十余天，順利的在短期內(nèi)零事故、零傷亡地完成撤架任務(wù)，并且保持了被撤支架的完好性，對(duì)相關(guān)撤架工作具有一定的參考意義。